[InstCombine] insert a new shuffle in a safe place (PR25999)
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineVectorOps.cpp
index 0f8ffb9aebc9bf461d67511621f21b571c1965d5..5cde31a9162e894b8dfbcc5be843c39d7a1ea48b 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "InstCombine.h"
+#include "InstCombineInternal.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
+#include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 using namespace llvm;
+using namespace PatternMatch;
 
-/// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
-/// is to leave as a vector operation.  isConstant indicates whether we're
-/// extracting one known element.  If false we're extracting a variable index.
-static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
-  if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
-    return true;
-  if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
+#define DEBUG_TYPE "instcombine"
+
+/// Return true if the value is cheaper to scalarize than it is to leave as a
+/// vector operation. isConstant indicates whether we're extracting one known
+/// element. If false we're extracting a variable index.
+static bool cheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
     if (isConstant) return true;
-    // If all elts are the same, we can extract.
-    Constant *Op0 = C->getOperand(0);
-    for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
-      if (C->getOperand(i) != Op0)
-        return false;
-    return true;
+
+    // If all elts are the same, we can extract it and use any of the values.
+    if (Constant *Op0 = C->getAggregateElement(0U)) {
+      for (unsigned i = 1, e = V->getType()->getVectorNumElements(); i != e;
+           ++i)
+        if (C->getAggregateElement(i) != Op0)
+          return false;
+      return true;
+    }
   }
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (!I) return false;
@@ -42,107 +50,94 @@ static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
     return true;
   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
     if (BO->hasOneUse() &&
-        (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
-         CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
+        (cheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
+         cheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
       return true;
   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
     if (CI->hasOneUse() &&
-        (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
-         CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
+        (cheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
+         cheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
       return true;
 
   return false;
 }
 
-/// getShuffleMask - Read and decode a shufflevector mask.
-/// Turn undef elements into negative values.
-static SmallVector<int, 16> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
-  unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
-  if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
-    return SmallVector<int, 16>(NElts, 0);
-  if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
-    return SmallVector<int, 16>(NElts, -1);
-
-  SmallVector<int, 16> Result;
-  const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
-  for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
-    if (isa<UndefValue>(*i))
-      Result.push_back(-1);  // undef
-    else
-      Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
-  return Result;
-}
+// If we have a PHI node with a vector type that has only 2 uses: feed
+// itself and be an operand of extractelement at a constant location,
+// try to replace the PHI of the vector type with a PHI of a scalar type.
+Instruction *InstCombiner::scalarizePHI(ExtractElementInst &EI, PHINode *PN) {
+  // Verify that the PHI node has exactly 2 uses. Otherwise return NULL.
+  if (!PN->hasNUses(2))
+    return nullptr;
+
+  // If so, it's known at this point that one operand is PHI and the other is
+  // an extractelement node. Find the PHI user that is not the extractelement
+  // node.
+  auto iu = PN->user_begin();
+  Instruction *PHIUser = dyn_cast<Instruction>(*iu);
+  if (PHIUser == cast<Instruction>(&EI))
+    PHIUser = cast<Instruction>(*(++iu));
+
+  // Verify that this PHI user has one use, which is the PHI itself,
+  // and that it is a binary operation which is cheap to scalarize.
+  // otherwise return NULL.
+  if (!PHIUser->hasOneUse() || !(PHIUser->user_back() == PN) ||
+      !(isa<BinaryOperator>(PHIUser)) || !cheapToScalarize(PHIUser, true))
+    return nullptr;
+
+  // Create a scalar PHI node that will replace the vector PHI node
+  // just before the current PHI node.
+  PHINode *scalarPHI = cast<PHINode>(InsertNewInstWith(
+      PHINode::Create(EI.getType(), PN->getNumIncomingValues(), ""), *PN));
+  // Scalarize each PHI operand.
+  for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); i++) {
+    Value *PHIInVal = PN->getIncomingValue(i);
+    BasicBlock *inBB = PN->getIncomingBlock(i);
+    Value *Elt = EI.getIndexOperand();
+    // If the operand is the PHI induction variable:
+    if (PHIInVal == PHIUser) {
+      // Scalarize the binary operation. Its first operand is the
+      // scalar PHI, and the second operand is extracted from the other
+      // vector operand.
+      BinaryOperator *B0 = cast<BinaryOperator>(PHIUser);
+      unsigned opId = (B0->getOperand(0) == PN) ? 1 : 0;
+      Value *Op = InsertNewInstWith(
+          ExtractElementInst::Create(B0->getOperand(opId), Elt,
+                                     B0->getOperand(opId)->getName() + ".Elt"),
+          *B0);
+      Value *newPHIUser = InsertNewInstWith(
+          BinaryOperator::Create(B0->getOpcode(), scalarPHI, Op), *B0);
+      scalarPHI->addIncoming(newPHIUser, inBB);
+    } else {
+      // Scalarize PHI input:
+      Instruction *newEI = ExtractElementInst::Create(PHIInVal, Elt, "");
+      // Insert the new instruction into the predecessor basic block.
+      Instruction *pos = dyn_cast<Instruction>(PHIInVal);
+      BasicBlock::iterator InsertPos;
+      if (pos && !isa<PHINode>(pos)) {
+        InsertPos = ++pos->getIterator();
+      } else {
+        InsertPos = inBB->getFirstInsertionPt();
+      }
 
-/// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
-/// value is already around as a register, for example if it were inserted then
-/// extracted from the vector.
-static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
-  assert(V->getType()->isVectorTy() && "Not looking at a vector?");
-  VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
-  unsigned Width = PTy->getNumElements();
-  if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
-    return UndefValue::get(PTy->getElementType());
-
-  if (isa<UndefValue>(V))
-    return UndefValue::get(PTy->getElementType());
-  if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
-    return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
-  if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
-    return CP->getOperand(EltNo);
-
-  if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
-    // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
-    if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2)))
-      return 0;
-    unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
-
-    // If this is an insert to the element we are looking for, return the
-    // inserted value.
-    if (EltNo == IIElt)
-      return III->getOperand(1);
-
-    // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
-    // vector input.
-    return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
-  }
-
-  if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
-    unsigned LHSWidth =
-      cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
-    int InEl = SVI->getMaskValue(EltNo);
-    if (InEl < 0)
-      return UndefValue::get(PTy->getElementType());
-    if (InEl < (int)LHSWidth)
-      return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
-    return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
-  }
-
-  // Otherwise, we don't know.
-  return 0;
+      InsertNewInstWith(newEI, *InsertPos);
+
+      scalarPHI->addIncoming(newEI, inBB);
+    }
+  }
+  return ReplaceInstUsesWith(EI, scalarPHI);
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
-  // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
-  if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
-    return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
-
-  // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
-  if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
-    return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
-
-  if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
-    // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
-    // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
-    // (we do that below, but only when the index is constant).
-    Constant *op0 = C->getOperand(0);
-    for (unsigned i = 1; i != C->getNumOperands(); ++i)
-      if (C->getOperand(i) != op0) {
-        op0 = 0;
-        break;
-      }
-    if (op0)
-      return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
-  }
+  if (Value *V = SimplifyExtractElementInst(
+          EI.getVectorOperand(), EI.getIndexOperand(), DL, TLI, DT, AC))
+    return ReplaceInstUsesWith(EI, V);
+
+  // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
+  // that element.  We handle a known element # below.
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(EI.getOperand(0)))
+    if (cheapToScalarize(C, false))
+      return ReplaceInstUsesWith(EI, C->getAggregateElement(0U));
 
   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
@@ -150,10 +145,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
     unsigned VectorWidth = EI.getVectorOperandType()->getNumElements();
 
-    // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
-    // crashing the code below.
-    if (IndexVal >= VectorWidth)
-      return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
+    // InstSimplify handles cases where the index is invalid.
+    assert(IndexVal < VectorWidth);
 
     // This instruction only demands the single element from the input vector.
     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
@@ -162,34 +155,38 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
       APInt DemandedMask(VectorWidth, 0);
       DemandedMask.setBit(IndexVal);
-      if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
-                                                DemandedMask, UndefElts)) {
+      if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0), DemandedMask,
+                                                UndefElts)) {
         EI.setOperand(0, V);
         return &EI;
       }
     }
 
-    if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
-      return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
-
-    // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
+    // If this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
     // the same number of elements, see if we can find the source element from
     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
-      if (VectorType *VT =
-          dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
+      if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
-          if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
+          if (Value *Elt = findScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
     }
+
+    // If there's a vector PHI feeding a scalar use through this extractelement
+    // instruction, try to scalarize the PHI.
+    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(EI.getOperand(0))) {
+      Instruction *scalarPHI = scalarizePHI(EI, PN);
+      if (scalarPHI)
+        return scalarPHI;
+    }
   }
 
   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
     // Push extractelement into predecessor operation if legal and
-    // profitable to do so
+    // profitable to do so.
     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
       if (I->hasOneUse() &&
-          CheapToScalarize(BO, isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1)))) {
+          cheapToScalarize(BO, isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1)))) {
         Value *newEI0 =
           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
                                         EI.getName()+".lhs");
@@ -216,7 +213,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
         int SrcIdx = SVI->getMaskValue(Elt->getZExtValue());
         Value *Src;
         unsigned LHSWidth =
-          cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
+          SVI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
 
         if (SrcIdx < 0)
           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
@@ -232,27 +229,60 @@ Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
                                                            SrcIdx, false));
       }
     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
-      // Canonicalize extractelement(cast) -> cast(extractelement)
-      // bitcasts can change the number of vector elements and they cost nothing
-      if (CI->hasOneUse() && EI.hasOneUse() &&
-          (CI->getOpcode() != Instruction::BitCast)) {
+      // Canonicalize extractelement(cast) -> cast(extractelement).
+      // Bitcasts can change the number of vector elements, and they cost
+      // nothing.
+      if (CI->hasOneUse() && (CI->getOpcode() != Instruction::BitCast)) {
         Value *EE = Builder->CreateExtractElement(CI->getOperand(0),
                                                   EI.getIndexOperand());
+        Worklist.AddValue(EE);
         return CastInst::Create(CI->getOpcode(), EE, EI.getType());
       }
+    } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
+      if (SI->hasOneUse()) {
+        // TODO: For a select on vectors, it might be useful to do this if it
+        // has multiple extractelement uses. For vector select, that seems to
+        // fight the vectorizer.
+
+        // If we are extracting an element from a vector select or a select on
+        // vectors, create a select on the scalars extracted from the vector
+        // arguments.
+        Value *TrueVal = SI->getTrueValue();
+        Value *FalseVal = SI->getFalseValue();
+
+        Value *Cond = SI->getCondition();
+        if (Cond->getType()->isVectorTy()) {
+          Cond = Builder->CreateExtractElement(Cond,
+                                               EI.getIndexOperand(),
+                                               Cond->getName() + ".elt");
+        }
+
+        Value *V1Elem
+          = Builder->CreateExtractElement(TrueVal,
+                                          EI.getIndexOperand(),
+                                          TrueVal->getName() + ".elt");
+
+        Value *V2Elem
+          = Builder->CreateExtractElement(FalseVal,
+                                          EI.getIndexOperand(),
+                                          FalseVal->getName() + ".elt");
+        return SelectInst::Create(Cond,
+                                  V1Elem,
+                                  V2Elem,
+                                  SI->getName() + ".elt");
+      }
     }
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
-/// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true.
-/// Otherwise, return false.
-static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
-                                         std::vector<Constant*> &Mask) {
-  assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
+/// If V is a shuffle of values that ONLY returns elements from either LHS or
+/// RHS, return the shuffle mask and true. Otherwise, return false.
+static bool collectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
+                                         SmallVectorImpl<Constant*> &Mask) {
+  assert(LHS->getType() == RHS->getType() &&
          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
-  unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
+  unsigned NumElts = V->getType()->getVectorNumElements();
 
   if (isa<UndefValue>(V)) {
     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext())));
@@ -283,24 +313,24 @@ static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 
     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
-      // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
+      // We can handle this if the vector we are inserting into is
       // transitively ok.
-      if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
+      if (collectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()));
         return true;
       }
     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
-      if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
-          EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
+      if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1))) {
         unsigned ExtractedIdx =
         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
+        unsigned NumLHSElts = LHS->getType()->getVectorNumElements();
 
         // This must be extracting from either LHS or RHS.
         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
-          // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
+          // We can handle this if the vector we are inserting into is
           // transitively ok.
-          if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
+          if (collectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
               Mask[InsertedIdx % NumElts] =
@@ -310,7 +340,7 @@ static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
               Mask[InsertedIdx % NumElts] =
               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
-                               ExtractedIdx+NumElts);
+                               ExtractedIdx + NumLHSElts);
             }
             return true;
           }
@@ -318,31 +348,91 @@ static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
       }
     }
   }
-  // TODO: Handle shufflevector here!
 
   return false;
 }
 
-/// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
-/// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
-/// that computes V and the LHS value of the shuffle.
-static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
-                                     Value *&RHS) {
-  assert(V->getType()->isVectorTy() &&
-         (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
-         "Invalid shuffle!");
+/// If we have insertion into a vector that is wider than the vector that we
+/// are extracting from, try to widen the source vector to allow a single
+/// shufflevector to replace one or more insert/extract pairs.
+static void replaceExtractElements(InsertElementInst *InsElt,
+                                   ExtractElementInst *ExtElt,
+                                   InstCombiner &IC) {
+  VectorType *InsVecType = InsElt->getType();
+  VectorType *ExtVecType = ExtElt->getVectorOperandType();
+  unsigned NumInsElts = InsVecType->getVectorNumElements();
+  unsigned NumExtElts = ExtVecType->getVectorNumElements();
+
+  // The inserted-to vector must be wider than the extracted-from vector.
+  if (InsVecType->getElementType() != ExtVecType->getElementType() ||
+      NumExtElts >= NumInsElts)
+    return;
+
+  // Create a shuffle mask to widen the extended-from vector using undefined
+  // values. The mask selects all of the values of the original vector followed
+  // by as many undefined values as needed to create a vector of the same length
+  // as the inserted-to vector.
+  SmallVector<Constant *, 16> ExtendMask;
+  IntegerType *IntType = Type::getInt32Ty(InsElt->getContext());
+  for (unsigned i = 0; i < NumExtElts; ++i)
+    ExtendMask.push_back(ConstantInt::get(IntType, i));
+  for (unsigned i = NumExtElts; i < NumInsElts; ++i)
+    ExtendMask.push_back(UndefValue::get(IntType));
+
+  Value *ExtVecOp = ExtElt->getVectorOperand();
+  auto *WideVec = new ShuffleVectorInst(ExtVecOp, UndefValue::get(ExtVecType),
+                                        ConstantVector::get(ExtendMask));
+
+  // Insert the new shuffle after the vector operand of the extract is defined
+  // (as long as it's not a PHI) or at the start of the basic block of the
+  // extract, so any subsequent extracts in the same basic block can use it.
+  // TODO: Insert before the earliest ExtractElementInst that is replaced.
+  auto *ExtVecOpInst = dyn_cast<Instruction>(ExtVecOp);
+  if (ExtVecOpInst && !isa<PHINode>(ExtVecOpInst))
+    WideVec->insertAfter(ExtVecOpInst);
+  else
+    IC.InsertNewInstWith(WideVec, *ExtElt->getParent()->getFirstInsertionPt());
+
+  // Replace extracts from the original narrow vector with extracts from the new
+  // wide vector.
+  for (User *U : ExtVecOp->users()) {
+    ExtractElementInst *OldExt = dyn_cast<ExtractElementInst>(U);
+    if (!OldExt || OldExt->getParent() != WideVec->getParent())
+      continue;
+    auto *NewExt = ExtractElementInst::Create(WideVec, OldExt->getOperand(1));
+    NewExt->insertAfter(WideVec);
+    IC.ReplaceInstUsesWith(*OldExt, NewExt);
+  }
+}
+
+/// We are building a shuffle to create V, which is a sequence of insertelement,
+/// extractelement pairs. If PermittedRHS is set, then we must either use it or
+/// not rely on the second vector source. Return a std::pair containing the
+/// left and right vectors of the proposed shuffle (or 0), and set the Mask
+/// parameter as required.
+///
+/// Note: we intentionally don't try to fold earlier shuffles since they have
+/// often been chosen carefully to be efficiently implementable on the target.
+typedef std::pair<Value *, Value *> ShuffleOps;
+
+static ShuffleOps collectShuffleElements(Value *V,
+                                         SmallVectorImpl<Constant *> &Mask,
+                                         Value *PermittedRHS,
+                                         InstCombiner &IC) {
+  assert(V->getType()->isVectorTy() && "Invalid shuffle!");
   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
 
   if (isa<UndefValue>(V)) {
     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(V->getContext())));
-    return V;
+    return std::make_pair(
+        PermittedRHS ? UndefValue::get(PermittedRHS->getType()) : V, nullptr);
   }
-  
+
   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),0));
-    return V;
+    return std::make_pair(V, nullptr);
   }
-  
+
   if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
@@ -350,47 +440,98 @@ static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
 
     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
-      if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
-          EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
+      if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp)) {
         unsigned ExtractedIdx =
           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 
         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
-        if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
-          RHS = EI->getOperand(0);
-          Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
+        if (EI->getOperand(0) == PermittedRHS || PermittedRHS == nullptr) {
+          Value *RHS = EI->getOperand(0);
+          ShuffleOps LR = collectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS, IC);
+          assert(LR.second == nullptr || LR.second == RHS);
+
+          if (LR.first->getType() != RHS->getType()) {
+            // Although we are giving up for now, see if we can create extracts
+            // that match the inserts for another round of combining.
+            replaceExtractElements(IEI, EI, IC);
+
+            // We tried our best, but we can't find anything compatible with RHS
+            // further up the chain. Return a trivial shuffle.
+            for (unsigned i = 0; i < NumElts; ++i)
+              Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i);
+            return std::make_pair(V, nullptr);
+          }
+
+          unsigned NumLHSElts = RHS->getType()->getVectorNumElements();
           Mask[InsertedIdx % NumElts] =
             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
-                             NumElts+ExtractedIdx);
-          return V;
+                             NumLHSElts+ExtractedIdx);
+          return std::make_pair(LR.first, RHS);
         }
 
-        if (VecOp == RHS) {
-          Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
-          // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
-          for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
-            if (i != InsertedIdx)
-              Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()),
-                                         NumElts+i);
-          }
-          return V;
+        if (VecOp == PermittedRHS) {
+          // We've gone as far as we can: anything on the other side of the
+          // extractelement will already have been converted into a shuffle.
+          unsigned NumLHSElts =
+              EI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
+          for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
+            Mask.push_back(ConstantInt::get(
+                Type::getInt32Ty(V->getContext()),
+                i == InsertedIdx ? ExtractedIdx : NumLHSElts + i));
+          return std::make_pair(EI->getOperand(0), PermittedRHS);
         }
 
         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
-        if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
-          return EI->getOperand(0);
+        if (EI->getOperand(0)->getType() == PermittedRHS->getType() &&
+            collectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), PermittedRHS,
+                                         Mask))
+          return std::make_pair(EI->getOperand(0), PermittedRHS);
       }
     }
   }
-  // TODO: Handle shufflevector here!
 
-  // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
+  // Otherwise, we can't do anything fancy. Return an identity vector.
   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(V->getContext()), i));
-  return V;
+  return std::make_pair(V, nullptr);
+}
+
+/// Try to find redundant insertvalue instructions, like the following ones:
+///  %0 = insertvalue { i8, i32 } undef, i8 %x, 0
+///  %1 = insertvalue { i8, i32 } %0,    i8 %y, 0
+/// Here the second instruction inserts values at the same indices, as the
+/// first one, making the first one redundant.
+/// It should be transformed to:
+///  %0 = insertvalue { i8, i32 } undef, i8 %y, 0
+Instruction *InstCombiner::visitInsertValueInst(InsertValueInst &I) {
+  bool IsRedundant = false;
+  ArrayRef<unsigned int> FirstIndices = I.getIndices();
+
+  // If there is a chain of insertvalue instructions (each of them except the
+  // last one has only one use and it's another insertvalue insn from this
+  // chain), check if any of the 'children' uses the same indices as the first
+  // instruction. In this case, the first one is redundant.
+  Value *V = &I;
+  unsigned Depth = 0;
+  while (V->hasOneUse() && Depth < 10) {
+    User *U = V->user_back();
+    auto UserInsInst = dyn_cast<InsertValueInst>(U);
+    if (!UserInsInst || U->getOperand(0) != V)
+      break;
+    if (UserInsInst->getIndices() == FirstIndices) {
+      IsRedundant = true;
+      break;
+    }
+    V = UserInsInst;
+    Depth++;
+  }
+
+  if (IsRedundant)
+    return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
+  return nullptr;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
@@ -405,17 +546,18 @@ Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the
   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
-    if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
-        EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
-      unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
+    if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp)) {
+      unsigned NumInsertVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
+      unsigned NumExtractVectorElts =
+          EI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
       unsigned ExtractedIdx =
         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
 
-      if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
+      if (ExtractedIdx >= NumExtractVectorElts) // Out of range extract.
         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
 
-      if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
+      if (InsertedIdx >= NumInsertVectorElts)  // Out of range insert.
         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
 
       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
@@ -425,13 +567,19 @@ Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
 
       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
-      if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
-        std::vector<Constant*> Mask;
-        Value *RHS = 0;
-        Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
-        if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
-        // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
-        return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
+      if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.user_back())) {
+        SmallVector<Constant*, 16> Mask;
+        ShuffleOps LR = collectShuffleElements(&IE, Mask, nullptr, *this);
+
+        // The proposed shuffle may be trivial, in which case we shouldn't
+        // perform the combine.
+        if (LR.first != &IE && LR.second != &IE) {
+          // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
+          if (LR.second == nullptr)
+            LR.second = UndefValue::get(LR.first->getType());
+          return new ShuffleVectorInst(LR.first, LR.second,
+                                       ConstantVector::get(Mask));
+        }
       }
     }
   }
@@ -445,14 +593,302 @@ Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
     return &IE;
   }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
+}
+
+/// Return true if we can evaluate the specified expression tree if the vector
+/// elements were shuffled in a different order.
+static bool CanEvaluateShuffled(Value *V, ArrayRef<int> Mask,
+                                unsigned Depth = 5) {
+  // We can always reorder the elements of a constant.
+  if (isa<Constant>(V))
+    return true;
+
+  // We won't reorder vector arguments. No IPO here.
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!I) return false;
+
+  // Two users may expect different orders of the elements. Don't try it.
+  if (!I->hasOneUse())
+    return false;
+
+  if (Depth == 0) return false;
+
+  switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::Add:
+    case Instruction::FAdd:
+    case Instruction::Sub:
+    case Instruction::FSub:
+    case Instruction::Mul:
+    case Instruction::FMul:
+    case Instruction::UDiv:
+    case Instruction::SDiv:
+    case Instruction::FDiv:
+    case Instruction::URem:
+    case Instruction::SRem:
+    case Instruction::FRem:
+    case Instruction::Shl:
+    case Instruction::LShr:
+    case Instruction::AShr:
+    case Instruction::And:
+    case Instruction::Or:
+    case Instruction::Xor:
+    case Instruction::ICmp:
+    case Instruction::FCmp:
+    case Instruction::Trunc:
+    case Instruction::ZExt:
+    case Instruction::SExt:
+    case Instruction::FPToUI:
+    case Instruction::FPToSI:
+    case Instruction::UIToFP:
+    case Instruction::SIToFP:
+    case Instruction::FPTrunc:
+    case Instruction::FPExt:
+    case Instruction::GetElementPtr: {
+      for (Value *Operand : I->operands()) {
+        if (!CanEvaluateShuffled(Operand, Mask, Depth-1))
+          return false;
+      }
+      return true;
+    }
+    case Instruction::InsertElement: {
+      ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
+      if (!CI) return false;
+      int ElementNumber = CI->getLimitedValue();
+
+      // Verify that 'CI' does not occur twice in Mask. A single 'insertelement'
+      // can't put an element into multiple indices.
+      bool SeenOnce = false;
+      for (int i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
+        if (Mask[i] == ElementNumber) {
+          if (SeenOnce)
+            return false;
+          SeenOnce = true;
+        }
+      }
+      return CanEvaluateShuffled(I->getOperand(0), Mask, Depth-1);
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
+/// Rebuild a new instruction just like 'I' but with the new operands given.
+/// In the event of type mismatch, the type of the operands is correct.
+static Value *buildNew(Instruction *I, ArrayRef<Value*> NewOps) {
+  // We don't want to use the IRBuilder here because we want the replacement
+  // instructions to appear next to 'I', not the builder's insertion point.
+  switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::Add:
+    case Instruction::FAdd:
+    case Instruction::Sub:
+    case Instruction::FSub:
+    case Instruction::Mul:
+    case Instruction::FMul:
+    case Instruction::UDiv:
+    case Instruction::SDiv:
+    case Instruction::FDiv:
+    case Instruction::URem:
+    case Instruction::SRem:
+    case Instruction::FRem:
+    case Instruction::Shl:
+    case Instruction::LShr:
+    case Instruction::AShr:
+    case Instruction::And:
+    case Instruction::Or:
+    case Instruction::Xor: {
+      BinaryOperator *BO = cast<BinaryOperator>(I);
+      assert(NewOps.size() == 2 && "binary operator with #ops != 2");
+      BinaryOperator *New =
+          BinaryOperator::Create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
+                                 NewOps[0], NewOps[1], "", BO);
+      if (isa<OverflowingBinaryOperator>(BO)) {
+        New->setHasNoUnsignedWrap(BO->hasNoUnsignedWrap());
+        New->setHasNoSignedWrap(BO->hasNoSignedWrap());
+      }
+      if (isa<PossiblyExactOperator>(BO)) {
+        New->setIsExact(BO->isExact());
+      }
+      if (isa<FPMathOperator>(BO))
+        New->copyFastMathFlags(I);
+      return New;
+    }
+    case Instruction::ICmp:
+      assert(NewOps.size() == 2 && "icmp with #ops != 2");
+      return new ICmpInst(I, cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
+                          NewOps[0], NewOps[1]);
+    case Instruction::FCmp:
+      assert(NewOps.size() == 2 && "fcmp with #ops != 2");
+      return new FCmpInst(I, cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
+                          NewOps[0], NewOps[1]);
+    case Instruction::Trunc:
+    case Instruction::ZExt:
+    case Instruction::SExt:
+    case Instruction::FPToUI:
+    case Instruction::FPToSI:
+    case Instruction::UIToFP:
+    case Instruction::SIToFP:
+    case Instruction::FPTrunc:
+    case Instruction::FPExt: {
+      // It's possible that the mask has a different number of elements from
+      // the original cast. We recompute the destination type to match the mask.
+      Type *DestTy =
+          VectorType::get(I->getType()->getScalarType(),
+                          NewOps[0]->getType()->getVectorNumElements());
+      assert(NewOps.size() == 1 && "cast with #ops != 1");
+      return CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), NewOps[0], DestTy,
+                              "", I);
+    }
+    case Instruction::GetElementPtr: {
+      Value *Ptr = NewOps[0];
+      ArrayRef<Value*> Idx = NewOps.slice(1);
+      GetElementPtrInst *GEP = GetElementPtrInst::Create(
+          cast<GetElementPtrInst>(I)->getSourceElementType(), Ptr, Idx, "", I);
+      GEP->setIsInBounds(cast<GetElementPtrInst>(I)->isInBounds());
+      return GEP;
+    }
+  }
+  llvm_unreachable("failed to rebuild vector instructions");
+}
+
+Value *
+InstCombiner::EvaluateInDifferentElementOrder(Value *V, ArrayRef<int> Mask) {
+  // Mask.size() does not need to be equal to the number of vector elements.
+
+  assert(V->getType()->isVectorTy() && "can't reorder non-vector elements");
+  if (isa<UndefValue>(V)) {
+    return UndefValue::get(VectorType::get(V->getType()->getScalarType(),
+                                           Mask.size()));
+  }
+  if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
+    return ConstantAggregateZero::get(
+               VectorType::get(V->getType()->getScalarType(),
+                               Mask.size()));
+  }
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
+    SmallVector<Constant *, 16> MaskValues;
+    for (int i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
+      if (Mask[i] == -1)
+        MaskValues.push_back(UndefValue::get(Builder->getInt32Ty()));
+      else
+        MaskValues.push_back(Builder->getInt32(Mask[i]));
+    }
+    return ConstantExpr::getShuffleVector(C, UndefValue::get(C->getType()),
+                                          ConstantVector::get(MaskValues));
+  }
+
+  Instruction *I = cast<Instruction>(V);
+  switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::Add:
+    case Instruction::FAdd:
+    case Instruction::Sub:
+    case Instruction::FSub:
+    case Instruction::Mul:
+    case Instruction::FMul:
+    case Instruction::UDiv:
+    case Instruction::SDiv:
+    case Instruction::FDiv:
+    case Instruction::URem:
+    case Instruction::SRem:
+    case Instruction::FRem:
+    case Instruction::Shl:
+    case Instruction::LShr:
+    case Instruction::AShr:
+    case Instruction::And:
+    case Instruction::Or:
+    case Instruction::Xor:
+    case Instruction::ICmp:
+    case Instruction::FCmp:
+    case Instruction::Trunc:
+    case Instruction::ZExt:
+    case Instruction::SExt:
+    case Instruction::FPToUI:
+    case Instruction::FPToSI:
+    case Instruction::UIToFP:
+    case Instruction::SIToFP:
+    case Instruction::FPTrunc:
+    case Instruction::FPExt:
+    case Instruction::Select:
+    case Instruction::GetElementPtr: {
+      SmallVector<Value*, 8> NewOps;
+      bool NeedsRebuild = (Mask.size() != I->getType()->getVectorNumElements());
+      for (int i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        Value *V = EvaluateInDifferentElementOrder(I->getOperand(i), Mask);
+        NewOps.push_back(V);
+        NeedsRebuild |= (V != I->getOperand(i));
+      }
+      if (NeedsRebuild) {
+        return buildNew(I, NewOps);
+      }
+      return I;
+    }
+    case Instruction::InsertElement: {
+      int Element = cast<ConstantInt>(I->getOperand(2))->getLimitedValue();
+
+      // The insertelement was inserting at Element. Figure out which element
+      // that becomes after shuffling. The answer is guaranteed to be unique
+      // by CanEvaluateShuffled.
+      bool Found = false;
+      int Index = 0;
+      for (int e = Mask.size(); Index != e; ++Index) {
+        if (Mask[Index] == Element) {
+          Found = true;
+          break;
+        }
+      }
+
+      // If element is not in Mask, no need to handle the operand 1 (element to
+      // be inserted). Just evaluate values in operand 0 according to Mask.
+      if (!Found)
+        return EvaluateInDifferentElementOrder(I->getOperand(0), Mask);
+
+      Value *V = EvaluateInDifferentElementOrder(I->getOperand(0), Mask);
+      return InsertElementInst::Create(V, I->getOperand(1),
+                                       Builder->getInt32(Index), "", I);
+    }
+  }
+  llvm_unreachable("failed to reorder elements of vector instruction!");
 }
 
+static void recognizeIdentityMask(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
+                                  bool &isLHSID, bool &isRHSID) {
+  isLHSID = isRHSID = true;
+
+  for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
+    if (Mask[i] < 0) continue;  // Ignore undef values.
+    // Is this an identity shuffle of the LHS value?
+    isLHSID &= (Mask[i] == (int)i);
+
+    // Is this an identity shuffle of the RHS value?
+    isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
+  }
+}
+
+// Returns true if the shuffle is extracting a contiguous range of values from
+// LHS, for example:
+//                 +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
+//   Input:        |AA|BB|CC|DD|EE|FF|GG|HH|II|JJ|KK|LL|MM|NN|OO|PP|
+//   Shuffles to:  |EE|FF|GG|HH|
+//                 +--+--+--+--+
+static bool isShuffleExtractingFromLHS(ShuffleVectorInst &SVI,
+                                       SmallVector<int, 16> &Mask) {
+  unsigned LHSElems =
+      cast<VectorType>(SVI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
+  unsigned MaskElems = Mask.size();
+  unsigned BegIdx = Mask.front();
+  unsigned EndIdx = Mask.back();
+  if (BegIdx > EndIdx || EndIdx >= LHSElems || EndIdx - BegIdx != MaskElems - 1)
+    return false;
+  for (unsigned I = 0; I != MaskElems; ++I)
+    if (static_cast<unsigned>(Mask[I]) != BegIdx + I)
+      return false;
+  return true;
+}
 
 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
-  SmallVector<int, 16> Mask = getShuffleMask(&SVI);
+  SmallVector<int, 16> Mask = SVI.getShuffleMask();
+  Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(SVI.getContext());
 
   bool MadeChange = false;
 
@@ -479,26 +915,26 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
-      Value* result = (VWidth == LHSWidth)
+      Value *Result = (VWidth == LHSWidth)
                       ? LHS : UndefValue::get(SVI.getType());
-      return ReplaceInstUsesWith(SVI, result);
+      return ReplaceInstUsesWith(SVI, Result);
     }
 
     // Remap any references to RHS to use LHS.
-    std::vector<Constant*> Elts;
+    SmallVector<Constant*, 16> Elts;
     for (unsigned i = 0, e = LHSWidth; i != VWidth; ++i) {
-      if (Mask[i] < 0)
-        Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
-      else {
-        if ((Mask[i] >= (int)e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
-            (Mask[i] <  (int)e && isa<UndefValue>(LHS))) {
-          Mask[i] = -1;     // Turn into undef.
-          Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext())));
-        } else {
-          Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
-          Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(SVI.getContext()),
-                                          Mask[i]));
-        }
+      if (Mask[i] < 0) {
+        Elts.push_back(UndefValue::get(Int32Ty));
+        continue;
+      }
+
+      if ((Mask[i] >= (int)e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
+          (Mask[i] <  (int)e && isa<UndefValue>(LHS))) {
+        Mask[i] = -1;     // Turn into undef.
+        Elts.push_back(UndefValue::get(Int32Ty));
+      } else {
+        Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
+        Elts.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, Mask[i]));
       }
     }
     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
@@ -511,22 +947,108 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 
   if (VWidth == LHSWidth) {
     // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
-    bool isLHSID = true, isRHSID = true;
-
-    for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
-      if (Mask[i] < 0) continue;  // Ignore undef values.
-      // Is this an identity shuffle of the LHS value?
-      isLHSID &= (Mask[i] == (int)i);
-
-      // Is this an identity shuffle of the RHS value?
-      isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
-    }
+    bool isLHSID, isRHSID;
+    recognizeIdentityMask(Mask, isLHSID, isRHSID);
 
     // Eliminate identity shuffles.
     if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
     if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
   }
 
+  if (isa<UndefValue>(RHS) && CanEvaluateShuffled(LHS, Mask)) {
+    Value *V = EvaluateInDifferentElementOrder(LHS, Mask);
+    return ReplaceInstUsesWith(SVI, V);
+  }
+
+  // SROA generates shuffle+bitcast when the extracted sub-vector is bitcast to
+  // a non-vector type. We can instead bitcast the original vector followed by
+  // an extract of the desired element:
+  //
+  //   %sroa = shufflevector <16 x i8> %in, <16 x i8> undef,
+  //                         <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>
+  //   %1 = bitcast <4 x i8> %sroa to i32
+  // Becomes:
+  //   %bc = bitcast <16 x i8> %in to <4 x i32>
+  //   %ext = extractelement <4 x i32> %bc, i32 0
+  //
+  // If the shuffle is extracting a contiguous range of values from the input
+  // vector then each use which is a bitcast of the extracted size can be
+  // replaced. This will work if the vector types are compatible, and the begin
+  // index is aligned to a value in the casted vector type. If the begin index
+  // isn't aligned then we can shuffle the original vector (keeping the same
+  // vector type) before extracting.
+  //
+  // This code will bail out if the target type is fundamentally incompatible
+  // with vectors of the source type.
+  //
+  // Example of <16 x i8>, target type i32:
+  // Index range [4,8):         v-----------v Will work.
+  //                +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+
+  //     <16 x i8>: |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
+  //     <4 x i32>: |           |           |           |           |
+  //                +-----------+-----------+-----------+-----------+
+  // Index range [6,10):              ^-----------^ Needs an extra shuffle.
+  // Target type i40:           ^--------------^ Won't work, bail.
+  if (isShuffleExtractingFromLHS(SVI, Mask)) {
+    Value *V = LHS;
+    unsigned MaskElems = Mask.size();
+    unsigned BegIdx = Mask.front();
+    VectorType *SrcTy = cast<VectorType>(V->getType());
+    unsigned VecBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
+    unsigned SrcElemBitWidth = DL.getTypeSizeInBits(SrcTy->getElementType());
+    assert(SrcElemBitWidth && "vector elements must have a bitwidth");
+    unsigned SrcNumElems = SrcTy->getNumElements();
+    SmallVector<BitCastInst *, 8> BCs;
+    DenseMap<Type *, Value *> NewBCs;
+    for (User *U : SVI.users())
+      if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(U))
+        if (!BC->use_empty())
+          // Only visit bitcasts that weren't previously handled.
+          BCs.push_back(BC);
+    for (BitCastInst *BC : BCs) {
+      Type *TgtTy = BC->getDestTy();
+      unsigned TgtElemBitWidth = DL.getTypeSizeInBits(TgtTy);
+      if (!TgtElemBitWidth)
+        continue;
+      unsigned TgtNumElems = VecBitWidth / TgtElemBitWidth;
+      bool VecBitWidthsEqual = VecBitWidth == TgtNumElems * TgtElemBitWidth;
+      bool BegIsAligned = 0 == ((SrcElemBitWidth * BegIdx) % TgtElemBitWidth);
+      if (!VecBitWidthsEqual)
+        continue;
+      if (!VectorType::isValidElementType(TgtTy))
+        continue;
+      VectorType *CastSrcTy = VectorType::get(TgtTy, TgtNumElems);
+      if (!BegIsAligned) {
+        // Shuffle the input so [0,NumElements) contains the output, and
+        // [NumElems,SrcNumElems) is undef.
+        SmallVector<Constant *, 16> ShuffleMask(SrcNumElems,
+                                                UndefValue::get(Int32Ty));
+        for (unsigned I = 0, E = MaskElems, Idx = BegIdx; I != E; ++Idx, ++I)
+          ShuffleMask[I] = ConstantInt::get(Int32Ty, Idx);
+        V = Builder->CreateShuffleVector(V, UndefValue::get(V->getType()),
+                                         ConstantVector::get(ShuffleMask),
+                                         SVI.getName() + ".extract");
+        BegIdx = 0;
+      }
+      unsigned SrcElemsPerTgtElem = TgtElemBitWidth / SrcElemBitWidth;
+      assert(SrcElemsPerTgtElem);
+      BegIdx /= SrcElemsPerTgtElem;
+      bool BCAlreadyExists = NewBCs.find(CastSrcTy) != NewBCs.end();
+      auto *NewBC =
+          BCAlreadyExists
+              ? NewBCs[CastSrcTy]
+              : Builder->CreateBitCast(V, CastSrcTy, SVI.getName() + ".bc");
+      if (!BCAlreadyExists)
+        NewBCs[CastSrcTy] = NewBC;
+      auto *Ext = Builder->CreateExtractElement(
+          NewBC, ConstantInt::get(Int32Ty, BegIdx), SVI.getName() + ".extract");
+      // The shufflevector isn't being replaced: the bitcast that used it
+      // is. InstCombine will visit the newly-created instructions.
+      ReplaceInstUsesWith(*BC, Ext);
+      MadeChange = true;
+    }
+  }
+
   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
   // one without producing an unusual shuffle.
   // Cases that might be simplified:
@@ -574,16 +1096,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
   ShuffleVectorInst* RHSShuffle = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(RHS);
   if (LHSShuffle)
     if (!isa<UndefValue>(LHSShuffle->getOperand(1)) && !isa<UndefValue>(RHS))
-      LHSShuffle = NULL;
+      LHSShuffle = nullptr;
   if (RHSShuffle)
     if (!isa<UndefValue>(RHSShuffle->getOperand(1)))
-      RHSShuffle = NULL;
+      RHSShuffle = nullptr;
   if (!LHSShuffle && !RHSShuffle)
-    return MadeChange ? &SVI : 0;
+    return MadeChange ? &SVI : nullptr;
 
-  Value* LHSOp0 = NULL;
-  Value* LHSOp1 = NULL;
-  Value* RHSOp0 = NULL;
+  Value* LHSOp0 = nullptr;
+  Value* LHSOp1 = nullptr;
+  Value* RHSOp0 = nullptr;
   unsigned LHSOp0Width = 0;
   unsigned RHSOp0Width = 0;
   if (LHSShuffle) {
@@ -615,20 +1137,19 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
   // case 4
   if (LHSOp0 == RHSOp0) {
     newLHS = LHSOp0;
-    newRHS = NULL;
+    newRHS = nullptr;
   }
 
   if (newLHS == LHS && newRHS == RHS)
-    return MadeChange ? &SVI : 0;
+    return MadeChange ? &SVI : nullptr;
 
   SmallVector<int, 16> LHSMask;
   SmallVector<int, 16> RHSMask;
-  if (newLHS != LHS) {
-    LHSMask = getShuffleMask(LHSShuffle);
-  }
-  if (RHSShuffle && newRHS != RHS) {
-    RHSMask = getShuffleMask(RHSShuffle);
-  }
+  if (newLHS != LHS)
+    LHSMask = LHSShuffle->getShuffleMask();
+  if (RHSShuffle && newRHS != RHS)
+    RHSMask = RHSShuffle->getShuffleMask();
+
   unsigned newLHSWidth = (newLHS != LHS) ? LHSOp0Width : LHSWidth;
   SmallVector<int, 16> newMask;
   bool isSplat = true;
@@ -637,12 +1158,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
   // ShuffleVectorInst is equivalent to the original one.
   for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
     int eltMask;
-    if (Mask[i] == -1) {
+    if (Mask[i] < 0) {
       // This element is an undef value.
       eltMask = -1;
     } else if (Mask[i] < (int)LHSWidth) {
       // This element is from left hand side vector operand.
-      // 
+      //
       // If LHS is going to be replaced (case 1, 2, or 4), calculate the
       // new mask value for the element.
       if (newLHS != LHS) {
@@ -651,8 +1172,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
         // with a -1 mask value.
         if (eltMask >= (int)LHSOp0Width && isa<UndefValue>(LHSOp1))
           eltMask = -1;
-      }
-      else
+      } else
         eltMask = Mask[i];
     } else {
       // This element is from right hand side vector operand
@@ -672,14 +1192,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
                  && "should have been check above");
           eltMask = -1;
         }
-      }
-      else
+      } else
         eltMask = Mask[i]-LHSWidth;
 
       // If LHS's width is changed, shift the mask value accordingly.
       // If newRHS == NULL, i.e. LHSOp0 == RHSOp0, we want to remap any
-      // references to RHSOp0 to LHSOp0, so we don't need to shift the mask.
-      if (eltMask >= 0 && newRHS != NULL)
+      // references from RHSOp0 to LHSOp0, so we don't need to shift the mask.
+      // If newRHS == newLHS, we want to remap any references from newRHS to
+      // newLHS so that we can properly identify splats that may occur due to
+      // obfuscation across the two vectors.
+      if (eltMask >= 0 && newRHS != nullptr && newLHS != newRHS)
         eltMask += newLHSWidth;
     }
 
@@ -697,7 +1219,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
   // or is a splat, do the replacement.
   if (isSplat || newMask == LHSMask || newMask == RHSMask || newMask == Mask) {
     SmallVector<Constant*, 16> Elts;
-    Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(SVI.getContext());
     for (unsigned i = 0, e = newMask.size(); i != e; ++i) {
       if (newMask[i] < 0) {
         Elts.push_back(UndefValue::get(Int32Ty));
@@ -705,10 +1226,17 @@ Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
         Elts.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, newMask[i]));
       }
     }
-    if (newRHS == NULL)
+    if (!newRHS)
       newRHS = UndefValue::get(newLHS->getType());
     return new ShuffleVectorInst(newLHS, newRHS, ConstantVector::get(Elts));
   }
 
-  return MadeChange ? &SVI : 0;
+  // If the result mask is an identity, replace uses of this instruction with
+  // corresponding argument.
+  bool isLHSID, isRHSID;
+  recognizeIdentityMask(newMask, isLHSID, isRHSID);
+  if (isLHSID && VWidth == LHSOp0Width) return ReplaceInstUsesWith(SVI, newLHS);
+  if (isRHSID && VWidth == RHSOp0Width) return ReplaceInstUsesWith(SVI, newRHS);
+
+  return MadeChange ? &SVI : nullptr;
 }